〔大学院博士課程（後期）奨学金贈呈者〕

子のう菌類の分類体系再構築に対する無性世代形態からの新アプローチ平山

岩手大学大学院連合農学研究科生物生産科学専攻

和幸

博士課程

（配属：弘前大学農学生命科学部）

緒ており再分類・再編が求められている。

言

菌類とは、醸造や発酵など食品分野での利用や代謝産

これまでに著者らは子のう菌類に関して、子のう果や物の医療分野での利用、または植物病原菌による作物へ子のう胞子といった形態的特徴および分子系統解析に基の被害や病原真菌による動物の真菌症の発症など、ヒトづき、人為分類がなされてきた分類群を再編してきたと深く関わりのある生物である。その種数は 150 万種2,3)と推定されているが、現在確認されているのはその 6.5%存在し、これまでの研究手法では菌類分類に限界がある程度の約 10 万種にしかすぎず、多くの菌類遺伝資源がと考えられた。そのため今後、菌類の分類学的混乱の解。しかし、なかには分類・整理しきれない分類群も

1)

未発掘の状態にあるといえる 。菌類の大半が微小であ消には従来の分類とは異なる新たな視点からのアプローるため発見が困難であることもその要因の 1 つであるチが必要である。そこで著者らが注目したのが菌類の無が、分類体系が混乱状態にあることにも重大な問題があ性世代の形態である。菌類には有性世代と無性世代の二ると考えられる。なかでも菌界最大のグループである子世代を有することが知られている。各世代は耐久器官とのう菌類は混乱が著しい。子のう菌類とは有性生殖によ分散体というように生存戦略上使い分けられており、いり子のうと呼ばれる袋状構造の中に子のう胞子を形成すずれも菌類の生活にとって重要と考えられる。しかしなる菌類である。本菌群の分類は主に子のう果 ( 子実体 )、がら、これまでの菌類分類では、特に根拠もなく有性世子のう、子のう胞子といった形態を比較し、その類似性代の形態のみを重要視して行われており、無性世代の形に基づき行われてきた。しかし、近年の分子系統学の発態は無視されてきた。だが、菌類の生存戦略から考える達によってこれまでの分類には系統を反映していない形と無性世代も重要であり、分類学的にも意味のあるもの態に基づいた人為分類が多く含まれていることが示されと考えられる。近年になり、一部の分類群において無性

図16)
Saccardo 体系における分生子の特徴区分 ( 細矢・出川、2008 より )

1

平

山

和

世代の形態に基づき科または属の再編が行われ、無性世代の分類学上の重要性が示されつつある

幸

表１4,5)。そこで本使用菌株および GenBank accession numbers

学名

GenBank accession number
18S
28S

菌株番号

研究では、有性世代の形態情報に基づいた従来の分類体

Acrogenospora altissima*--系に無性世代の形態情報を加えた新しい分類体系を構築

Acrogenospora sphaerocephala* AT 3--するための基礎研究として、子のう菌類クロイボタケ綱

Alternaria alternata

CBS 916.96

DQ678031

DQ678082

Amniculicola lignicola

Ying01

EF493863

EF493861

Aquaticheirospora lignicola

RK-2006a

AY736377

AY736378

Arthopyrenia salicis

CBS 368.94

AY538333

AY538339

Ascochyta fabae

CBS 524.77

EU754034

EU754133

Aureobasidium pullulans

CBS 584.75

DQ471004

DQ470956

Batcheloromyces proteae

STE-U 1518

AY251102

EU019247

Berkleasmium micronesiacum* JCM 14127--

Berkleasmium sinense*

KT 1868--

Bioconiosporium sp.*

H 5232--

Bipolaris maydis

CBS 134.39

AY544727

AY544645

Botryosphaeria dothidea

CBS 115476

DQ677998

DQ678051Camarosporium quaternatum

CBS 483.95

GU296141

GU301806

Capnodium coffeae

CBS 147.52

DQ247808

DQ247800

Cercospora beticola

CBS 116456

DQ678039

DQ678091

Cladosporium cladosporioides

CBS 170.54

DQ678004

DQ678057

Cladosporium herbarum

CBS 399.80

DQ678022

DQ678074

Coniosporium perforans

CBS 885.95

FU358305

FJ358237

Delitschia didyma

UME 31411

AF242264

DQ384090

Delitschia winteri

CBS 225.62

DQ678026

DQ678077

Dendryphiella arenaria

CBS 181.58

DQ471022

DQ470971

Dicranidion sp.*yone 150--

Dictyosporium bulbosum*yone 221--

Dictyosporium sp.-1*

yone 234--

Dictyosporium sp.-2*

H 5241--

Didymella exigua

CBS 183.55

EU754056

EU754155

Diplodia mutila

CBS 431.82

DQ678012

DQ678064

Dothidea insculpta

CBS 189.58

DQ247810

DQ247802Drechslera tritici-repentis

AFTOL-ID 173

AY544716

AY544672

Endophragmiella sp.*yone 262--

Endophragmiella valdiviana*

yone 145--

Epicoccum nigrum 1*

HR 2-

-

Epicoccum nigrum 2*

HR 7-

-

Epicoccum nigrum 3*

H 4150--

Excipularia sp.*

KT 2494--Falciformispora lignatilis

BCC 21117

GU371834

GU371826

Farlowiella carmichaeliana

CBS 206.36

AY541482

AY541492

Friedmanniomyces endolithicus CCFEE 5180

GU250326

GU250367

Fusicladium convolvularum

STE-U 3884/CBS 112706

AY251124

EU035428

Fusicladium effusum

STE-U 4524/CPC 4525

AY251125

EU035429

Gibbera conferta

CBS 191.53

GU296150

GU301814

Gloniopsis praelonga

CBS 112415

FJ161134

FJ161173

Halomassarina thalassiae

BCC 17055

GQ925843

GQ925850

Helicascus nypae

BCC 36751

GU479754

GU479788

Helicomyces roseus

CBS 283.51DQ678032

DQ678083

Helicosporium phragmitis

CBS 245.49

DQ767649

DQ767654

Helminthosporium gigasporium* H 4627--

Helminthosporium veltinum*

H 4626--Hysterium angustatum

CMW 20409

FJ161153

FJ161194

Keissleriella cladophila

CBS 104.55

GU296155

GU301822

Lentithecium fluviatile

CBS 122367

GU296158

FJ795451（Dothideomycetidae）を対象とし、形態比較と分子系統解析に基づき無性世代形態の分布傾向を推定・考察した。

実験方法
1. 形態比較無性世代の分類は、分生子の形態（色、隔壁数など）を重要視する Saccardo 体系 （図 1）、と分生子形成様式（分生子型やその細胞形態） を重要視する Hughes 体系（図 2) に基づき行われてきた。本研究でもこれらの体系に基づき、各種の分生子形態および分生子形成様式を観察・比較した。観察は Tanaka et al. （2009）と同様の手5)法で行った 。
2. 分子系統解析
本研究室で採集した無性世代の菌 23 種 31 株および未同定種 14 株の計 45 株を抽出し、リボソーム DNA の18S・28S の 2 領域から塩基配列を取得した（表 1）。各領域のデータセットを GenBank から得た近縁な分類群

図27)

Hughes 体系における分生子形成様式の例 ( 椿ら、1998 より )H 5230* 本研究にて採集し塩基配列の取得を行った菌株。太字は無性世代を示している。

2

子のう菌類の分類体系再構築に対する無性世代形態からの新アプローチ

表１
学名

菌株番号

使用菌株および GenBank accession numbers（続き）

GenBank accession number
18S
28S

学名

GenBank accession number
18S
28S

菌株番号Leptosphaeria doliolum

CBS 505.75

GU296159

GU301827

Prosthemium neobetulinum

VM20081002

AB553639

AB553746

Leptosphaeria maculans

DAOM 2229267

DQ470993

DQ470946

Prosthemium orientale

JCM 16965

AB553642

AB553750

Letendraea helminthicola

CBS 884.85

AY016345

AY016362

Prosthemium stellare

VM20050611

AB553650

AB553781

Lindgomyces cinctosporae

Raja R56-1

AB522430

AB522431

Pseudoacrodictys deightonii*

H 4993--

Lindgomyces ingoldianus

ATCC 200398

AB521719

AB521736

Pseudoacrodictys sp.*yone 286--

Lophiostoma macrostomumJCM13545

AB521731

AB433273

Pseudocercospora vitis

CPC 11595

DQ289864

GU214483

Lophiostoma sagittiforme

KT 1934

AB618693

AB369267

Pseudotetraploa curviappendiculata 1 HC 4930

AB524467

AB524608

Lophiotrema lignicola

CBS 122364

FJ795488

FJ795445

Pseudotetraploa curviappendiculata 2 HC 4932

AB524468

AB524609

Lophiotrema neoarundinaria

KT 856

AB524455

AB524596

Pseudotetraploa javanica

HC 4934

AB524470

AB524611

Lophiotrema nucula

CBS 113826 / JCM 14132 AB618703

AB619021

Pseudotetraploa longissima

HC 4933

AB524471

AB524612

Lophium mytilinum

CBS 269.34

DQ678030

DQ678081

Pyrenochaeta nobilis

CBS 407.76

EU754107

DQ678096

Macrophomina phaseolina

CBS 227.33

DQ678037

DQ678088

Quadricrura bicornis

yone 153

AB524472

AB524613

Massaria inquinans

M19

HQ599444

HQ599402

Quadricrura meridionalis

KT 2607

AB524473

AB524614

Massaria platanoidea

M7

HQ599457

HQ599420

Quadricrura septentrionalis

KT 920AB524476

AB524617

Massarina eburnea

H3953

AB521718

AB521735

Ramichloridium musae

CBS 190.63

GU214577

EU041857Megacapitula villosa*

H 5247--

Roussoella pustulans

JCM 13127

AB524482

AB524623

Melanomma pulvis-pyrius

IFRDCC 2044

FJ201985

FJ201984

Roussoellopsis tosaensis

JCM 13128

AB524484

AB524625

Microthyrium microscopicum

CBS 115976

GU296175

GU301846

Scolicosporium sp. 1*

KT 2126--

Monodictys capennsis*

HR 1-

-

Scolicosporium sp. 2*

H 5369--

Monodictys desquamata*

KT 2039--

Setosphaeria monoceras

CBS 154.26

AY016352

AY016368

Montagnula opulenta

CBS 168.34

AF164370

DQ678086

Solicorynespora mulanjeensis 1*

H 4629--Morosphaeria ramunculicola

JK 5304B

GU479760

GU479794

Solicorynespora mulanjeensis 2*

H 5255--Morosphaeria velataspora

BCC 17058

GQ925840

GQ925851

Sordaria fimicola

15-6291

AY545724

AY545728

Mycosphaerella punctiformis

CBS 113265

DQ471017

DQ470968

Spegazzinia deighitonii 1*

yone 66--

Mytilinidion californicum

EB 0385

GU323186

GU323208

Spegazzinia deighitonii 2*

yone 212--

Neoheteroceras macrosporum* JCM 14566--

Spegazzinia lobulata 1*

H 5259--Neotestudina rosatii

CBS 690.82

DQ384069

DQ384107

Spegazzinia lobulata 2*

yone 279--

Neottiosporina paspali

CBS 331.37

EU754073

EU754172Spegazzinia tessarthra*SH 287--

Periconia cookei 1*

H 4432--

Spencermartinsia viticola

CBS 117009

DQ678036

DQ678087

Periconia cookei 2*

H 4790--Stachybotrys sp.*yone 111--

Periconia digitata*

CBS 510.77--

Stagonospora macropycnidia CBS 114202

GU296198

GU301873

Periconia igniaria*

CBS 379.86--

Sydowia polyspora

CLS-10

AY544718

AY544675

Petrakia paracochinensis*yone 278--

Teratosphaeria fibrillosa

CBS 121707

GU296199

GU323213

Petrakiopsis sp.*

SH 234--Teratosphaeria jonkershoekensis CBS 112224

GU296200

GU301874

Phacellium paspali

CBS 113093

GU214669

GQ852627

Tetraploa aristataAB524486

AB524627

Phaeodothis winteri

CBS 182.58

GU296183

GU301857

Tetraplosphaeria nagasakiensis KT 1682

AB524489

AB524630

Phaeosphaeria avenaria

CBS 602.86

AY544725

AY544684

Tetraplosphaeria sasicola

KT 563

AB524490

AB524631

Phaeosphaeria juncophila

CBS 575.86

GU456307

GU456328

Tetraplosphaeria yakushimensis KT 1906

AB524491

AB524632

AY004340

Tingoldiago graminicola

KH 68

AB521726

AB521743

DQ678066

Trematosphaeria pertusa

CBS 122368

FJ201991

FJ201990-

Trichodelitschia munkii

Kruys 201

DQ384070

DQ384096-

Triplosphaeria acuta

KT 1170

AB524492

AB524633

KT 1800

AB524494

AB524635

Phaeotrichum benjaminii
Phoma herbarum
Piricauda cochinensis 1*
Piricauda cochinensis 2*

CBS 541.72
AFTOL-ID 1575
H 5250H 5251

AY016348
DQ678014-CBS 996.70

Piricaudilium sp.*yone 70--

Triplosphaeria cylindrica

Piricaudiopsis sp. 1*

KT 1623--

Triplosphaeria maxima

KT870

AB524496

AB524637

Piricaudiopsis sp. 2*

KT 1830--

Triplosphaeria yezoensis

KT 1715

AB524497

AB524638

Pleomassaria siparia

CBS 279.74

DQ678027

DQ678078

Tripospermum sp.*other 6--

Pleospora herbarum

CBS 714.68

DQ767648

DQ678049

Tubeufia cerea

CBS 254.75

DQ471034

DQ470982

Polyplosphaeria fusca 1KT 1043

AB524462

AB524603

Ulospora bilgramii

CBS 110020

DQ384071

DQ384108

Polyplosphaeria fusca 2KT 1616

AB524463

AB524604

Venturia inaequalis

CBS 594.70

GU296205

GU301879

Preussia terricola

DAOM 230091

AY544726

AY544686

Versicolorisporium triseptatum SH 130

AB524501

AB330081

Prosthemium betulinum

VM20040721

AB553644

AB553754

Westerdykella cylindrica

CBS 454.72

AY016355

AY004343

Prosthemium canba

JCM 16966

AB553646

AB553760

Xylaria hypoxylon

spat 03-03

AY544692

AY544648

Prosthemium intermedium

KT 2082

AB553647

AB553771* 本研究にて採集し塩基配列の取得を行った菌株。太字は無性世代を示している。

* 本研究にて採集し塩基配列の取得を行った菌株。
太字は無性世代を示している。

3

平

図3

山

和

幸

リボソーム DNA 18S 領域（715 bp）および 28S 領域（466 bp）に基づく近隣結合樹
樹上に近隣結合法 / 最大節約法のブートストラップ値（BT）50% 以上を示した

4

子のう菌類の分類体系再構築に対する無性世代形態からの新アプローチ

図3

リボソーム DNA 18S 領域（715 bp）および 28S 領域（466 bp）に基づく近隣結合樹（続き）
樹上に近隣結合法 / 最大節約法のブートストラップ値 （BT）50% 以上を示した

5

平

山

和幸（表 1）と統合し、近隣結合法（NJ）および最大節約法（MP）

係を見てみると、その他の目を祖先として Pleosporalesを用いて解析し、系統樹を作成した（図 3）。図 3 には近が派生していると推測される（図 3）。このことから、ク隣結合法に基づく系統樹を示した。抽出および塩基配列

ロイボタケ綱では無性世代の形態は小型・単細胞の分の取得については Hirayama et al. （2010）、データセッ

生子を多数生産する “ 多産多死型 ” から大型・多細胞のトの解析・系統樹作成は Hirayama et al. （2011）と同様分生子を少数生産する “ 少産少死型 ” へと進化した可能の手法で行った2,3)。

性が示唆された。ただし、Pleosporales における植物病原菌で構成される系統群（病原菌クレード I － III）では、結複数の分生子形成細胞を有する傾向があり多産型である果ことが推測される。植物病原菌は多くの場合、春先に植1. 分生子形成様式の分布傾向
分生子型に関して、目レベルでは共通傾向は見い物に感染・発病（一次伝染） し、その病斑上で無性的にだ さ れ な か っ た。 し か し、 一 部 の 科 に お い て は 共胞子を形成し他の植物体へと感染を拡大 （二次伝染）し

通 傾 向 が 見 ら れ、Montagnulaceae は ア レ ウ ロ 型、ていくため、病原菌クレード I － III の菌は二次伝染時

Pleosporaceae は ポ ロ 型、Pleomassariaceae お よ びの胞子分散・感染に適応進化したものと推測される。現Tetraplosphaeriaceae は出芽型で分生子を形成する種で段階では無性世代の菌についてごく一部の種についてし構成されることが示唆された。
分生子形成細胞に関して、か系統を考察できておらず、これらの仮説について議論

目レベルで Pleosporales とその他の目で分けて比較しするには今後さらなるサンプルの追加が必要であろう。

たところ、Pleosporales では形成細胞が一点のみの種が多く確認されるのに対し、その他の目ではシンポジオ型

要

約やシンネマといった形成細胞を複数形成する種が多く確

本研究では子のう菌類クロイボタケ綱における無性世認された。ただし、Plesoporales においても植物病原菌代形態の分布傾向の推定を目的とした。本綱の祖先系統を多く含む病原菌クレード I － III においてはシンポジ

である複数の目では分生子形成細胞を複数形成し、単細オ型または形成細胞を複数形成する種がまとまる傾向が胞または二細胞の小型分生子を多数生産する “ 多産多死確認された。

型 ” の種がまとまる傾向が確認された。一方、派生系統である Pleosporales では分生子形成細胞が一点のみで、多細胞または石垣状の大型分生子を少数生産する “ 少2. 分生子形態の分布傾向
Plesoporales とその他の目で分けて比較したところ、

産少死型 ” の種がまとまる傾向が確認された。ただし、Pleosporales には多細胞または石垣状で比較的大きな分Pleosporales において、植物病原菌で構成される系統群生子を形成する種が多く見られた。一方、その他の目ででは分生子形成細胞を複数形成する種が多く、“ 多産型 ”は単細胞または二細胞で比較的小さな分生子を形成するへと進化したと考えられる。

種が見られた。

謝考辞本研究に対し助成を頂きました公益財団法人三島海雲察

クロイボタケ綱において、分生子形成様式と分生子記念財団ならびに関係者の方々に深謝致します。

形態は Pleosporales とその他の目でそれぞれ異なる傾向が見られた。Pleosporales では、分生子形成細胞が一文

点のみ、分生子は比較的大型で多細胞の種が多く見ら

1）P.M. Kirk et al：Ainsworth & Bisby’s dictionary of theFungi, 10th edn. CAB International, 2008.

れた。分生子の大型化や多細胞化は分生子の耐久性を

献

2）K. Hirayama, K. Tanaka, H.A. Raja, A.N. Miller, C.A.
Shearer：Mycologia, 102, 729–746, 2010.

向上させ、生存率を高くすると推測される。そのため、
Pleosporales は生存率の高い分生子を少数生産する “ 少3）K. Hirayama, K. Tanaka：Mycoscience , doi10.1007/

産少死型 ” へと進化したと推測された。一方、その他の

s10267-011-0126-3, 2011.
4）P.W. Crous et al：Studies in Mycology , 55, 235–253.
5）K. Tanaka, K. Hirayama, H. Yonezawa, S. Hatakeyama,

目では分生子形成細胞は複数形成され、分生子は小型で単細胞または二細胞の種が多く “ 多産多死型 ” であると

Y. Harada, T. Sano, T. Shirouzu, T. Hosoya：Studies in

推測された。また、Pleosporales とその他の目の系統関6

子のう菌類の分類体系再構築に対する無性世代形態からの新アプローチ

Mycology , 64, 175–209, 2009.
6）細矢剛、出川洋介：菌類のふしぎ－形とはたらきの驚異の多様性（国立科学博物館編）、pp. 73–80、東海大学出版会、
2008.
7）椿恵介ほか：不完全菌類図説－その採集から同定まで、
アイピーシー、1998.

7